DE3906089A1

DE3906089A1 - DEVICE FOR SPECIFICALLY HARD OBJECTS FROM A FLOW OF WOOD

Info

Publication number: DE3906089A1
Application number: DE3906089A
Authority: DE
Inventors: Kari Rintala; Mikko Sissala; Jyrki Paarma
Original assignee: Kone Corp
Current assignee: Andritz Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1989-09-07
Anticipated expiration: 2009-02-28
Also published as: FI880930A0; NO177582B; FI880930A; DE3906089C2; LTIP694A; NO890743D0; SE8900676L; LT3399B; US4955484A; NO890743L; NO177582C; RU1806025C; AT400536B; SE8900676D0; CA1321167C; FI79955C; LV11013B; LV11013A; US5082118A; SE466583B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der harte Ge genstände, wie Steine, aus einem Holzstrom in einer Holz förder- oder Behandlungsanlage ausgesondert werden.The invention relates to a device with the hard Ge objects, like stones, from a stream of wood in a wood conveyor or treatment plant to be discarded.

In Holzverarbeitungsanlagen, wie Sägewerken und Zellstoffa briken werden für den Transport von Schnittholz und Holz blöcken im allgemeinen Förderer benutzt. Wenn Steine, Me tallobjekte oder sonstige harte Gegenstände, die im Holz strom auf den Förderern mitgerissen werden, in eine Verar beitungsmaschine, beispielsweise ein Schnitzelwerk gelan gen, führt das häufig zum Abschalten des Produktionsablaufs und erfordert Reparaturen. Deshalb ist es wichtig, harte Gegenstände aus dem Holzstrom zu entfernen.In wood processing plants such as sawmills and pulp briken for the transport of sawn timber and wood blocks used in general conveyors. If stones, me tall objects or other hard objects in the wood electricity on the conveyors are carried into a processing processing machine, such as a shredder often leads to the shutdown of the production process and requires repairs. That is why it is important to be hard Remove objects from the stream of wood.

Von dem Holz mitgerissene eisenhaltige Gegenstände können z.B. mit Metalldetektoren wahrgenommen werden.Iron-bearing objects entrained by the wood can e.g. with metal detectors.

Ein übliches Verfahren zum Entfernen von Steinen aus dem Holzstrom sieht einen Steinfänger vor, der im Zusammenhang mit dem Förderer gebaut ist. Dieser Steinfänger ist ein mit Wasser gefülltes Becken, über das der Holzstrom hinwegge leitet wird, wobei die Steine, da sie ein höheres spezifi sches Gewicht haben, auf den Boden des Beckens sinken.A common procedure for removing stones from the Holzstrom provides a stone catcher that is related built with the conveyor. This stone catcher is a with Water-filled basin over which the stream of wood flows conducts the stones, as they have a higher specific weight, sink to the bottom of the pool.

Um zu verhindern, daß nasses Holz mit den Steinen absinkt, wird vom Boden des Beckens her zusätzliches Wasser einge leitet, um eine Aufwärtsströmung zu erzeugen. Das Wasser läuft über die Oberkante des Beckens als Überlauf ab, wird gesammelt und erneut in den Kreislauf geleitet. Vor dem Rückleiten muß das Wasser aber gereinigt werden, um Rinden und sonstige mit dem Holz ins Becken gelangte Abfallstoffe zu entfernen. Trotzdem kann ein Absinken der schweren Holz stämme und Holzblöcke nicht immer vermieden werden. Ein weiterer Nachteil besteht in dem umfangreichen Wasserzu fuhr- und Reinigungssystem, welches normalerweise bei mo dernen Holzverarbeitungsanlagen unnötig wäre, die mit troc kenem Entrindungsverfahren arbeiten. Bisher ist noch keine Lösung für das Aussondern von Steinen ohne Wasser aus einer Holzförder- und Behandlungsanlage vorgeschlagen worden.To prevent wet wood from sinking with the stones, additional water is added from the bottom of the pool conducts to create an upward flow. The water runs over the top edge of the basin as an overflow collected and returned to the cycle. Before the However, the water must be returned to bark and other waste material that got into the pool with the wood to remove. Even so, the heavy wood can sink logs and wooden blocks cannot always be avoided. A Another disadvantage is the extensive water supply driving and cleaning system, which is normally at mo whose wood processing plants would be unnecessary, which with troc no debarking process. So far there is none Solution for separating stones without water from one Timber conveyor and treatment plant have been proposed.

Lösungen zur Wahrnehmung von anderen Stoffen als Holz sind bereits vorgeschlagen worden. So geht beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 29 46 797 A1 eine Vorrich tung hervor, die kleinteilige Werkstücke auf der Basis des von ihnen erzeugten Schalls sortiert und in verschiedene Behälter leitet. Dabei fallen die kleinteiligen Werkstücke längs einer rinnenartigen Schiene auf eine Platte, und der dabei erzeugte Schall wird mit dem von einem kleinen Be zugsobjekt erzeugten verglichen. Dieser Schall wird von einer Vergleichseinheit ausgewertet, die eine kleine Betä tigungsvorrichtung steuert, welche das herabfallende klein teilige Werkstück einem gegebenen Behälter zuführt. Diese Erfindung eignet sich jedoch nicht für das Aussondern von Steinen aus einem Strom von Holzstämmen oder Holzblöcken.Solutions for the perception of substances other than wood are have already been proposed. This goes for example the German patent application DE 29 46 797 A1 a Vorrich tion, the small-scale workpieces based on the The sounds they produce are sorted and sorted into different ones Container conducts. The small-sized workpieces fall along a trough-like rail on a plate, and the the sound generated is that of a small Be train object generated compared. This sound is from evaluated a comparison unit that a small bet cleaning device controls which the falling small Partial workpiece feeds a given container. These However, the invention is not suitable for the separation of Stones from a stream of logs or blocks of wood.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Steine aus einem Holzstrom auf einem Förderer aus gesondert werden können, ohne daß dazu ein mit Wasser be triebener Steinfänger benutzt werden muß.The object of the invention is to provide a device with the stones from a stream of wood on a conveyor can be separated without a be with water stone catcher must be used.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist im wesentlichen den Förderer auf, der ohnehin benötigt wird, und dem ledig lich die zur Wahrnehmung und Entfernung von Steinen nötige Einrichtung hinzugefügt wurde.The device according to the invention essentially has the conveyor that is needed anyway and the single Lich necessary for the perception and removal of stones Facility was added.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Förderer mit mindestens einem an sich bekann ten Wandler versehen ist, der akustische Schwingungen ver zeichnet und an eine Steuereinheit angeschlossen ist, mit tels der vom Holzstrom mitgerissene harte Gegenstände auf der Basis der von ihnen erzeugten Schwingungssignale wahr genommen werden können. Diese Steuereinheit wird auch be nutzt, um einen Auslaßmechanismus zu steuern, der in die Anlage zur Handhabung von Baumstämmen eingebaut ist, so daß die harten Gegenstände aus dem durch die Anlage geleiteten Holzstrom herabfallen.The device according to the invention is characterized by this from that the sponsor got acquainted with at least one th transducer is provided, the ver acoustic vibrations records and is connected to a control unit with hard objects entrained by the flow of wood the basis of the vibration signals they generate can be taken. This control unit will also be uses to control an exhaust mechanism that enters the Plant for handling logs is installed so that the hard objects from the guided through the plant Stream of wood fall down.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The invention is advantageous in the following Details using a schematically illustrated Embodiment explained in more detail. In the drawings shows:

Fig. 1 eine graphische Darstellung von Kraftimpulsen, die erzeugt werden, wenn ein harter Gegenstand auf einen weichen Gegenstand trifft (A), und die erzeugt wer den, wenn ein harter Gegenstand auf einen weiteren harten Gegenstand trifft (B); Figure 1 is a graphical representation of force pulses that are generated when a hard object hits a soft object (A) , and who who generated when a hard object hits another hard object (B) .

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Frequenzverteilung (Leistungsspektraldichte) von Kraftimpulsen ähnlich Fig. 1, wobei die Kurve A den Aufprall zwischen einem harten und einem weichen Gegenstand und die Kurve B den Aufprall zwischen zwei harten Gegen ständen wiedergibt; Fig. 2 is a graphical representation of the frequency distribution (power spectral density) of force pulses similar to Figure 1, wherein curve A represents the impact between a hard and a soft object and curve B represents the impact between two hard objects.

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Amplituden/Frequenz- Verteilung der Schwingung, die in einer Stahlkon struktion der Anlage erzeugt wird, wenn diese von einem hölzernen Objekt A getroffen wird und entspre chend, wenn sie von einem harten Objekt B getroffen wird; Fig. 3 is a graphical representation of the amplitude / frequency distribution of the vibration generated in a Stahlkon construction of the plant when it is hit by a wooden object A and accordingly when it is hit by a hard object B ;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung unter tatsächlichen Einsatzbedingungen; Fig. 4 shows an embodiment of a device according to the invention under actual operating conditions;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 5 is a block diagram of an embodiment of the device according to the invention.

In den Figuren sind folgende Einzelheiten mit folgenden Be zugsziffern gekennzeichnet:In the figures, the following details with the following Be train numbers marked:

1 Blockholz, Balken, Baumstamm
2 Förderstrecke
3 Förderrolle
4 Stein oder sonstiger harter Gegenstand
5 Stahlkonstruktion, die einen Teil der Anlage bildet
6 Schwingungswandler
7 Steuereinheit
8 Verstärker
9 Filter
10 Meßeinheit für den quadratischen Mittelwert
11 Betätigungsvorrichtung für den Auslaßmechanismus
12 Austrittsklappe 1 block wood, beams, tree trunk
2 conveyor line
3 conveyor roller
4 stone or other hard object
5 steel structure that forms part of the system
6 vibration transducers
7 control unit
8 amplifiers
9 filters
10 measuring unit for the quadratic mean
11 Exhaust mechanism actuator
12 outlet flap

Wenn ein hölzerner Gegenstand auf eine Metallkonstruktion aufprallt, ist der dabei erzeugte Kraftimpuls von "weicher" Art und dauert ziemlich lang, wie die Kurve A in Fig. 1 zeigt. Bei der Frequenzverteilung eines solchen Impulses (Kurve A in Fig. 2) haben die niedrigeren Schwingungsfre quenzen höhere Amplitudenwerte als die höheren Frequenzen, was durch Kurve A in Fig. 3 zum Ausdruck gebracht wird. Die Schwingungsfrequenzen, die durch den Aufprall hölzerner Ob jekte erzeugt werden, sind typische Eigenfrequenzen großer struktureller Anordnungen.When a wooden object hits a metal structure, the force pulse generated is of a "soft" nature and lasts quite a long time, as curve A in FIG. 1 shows. In the frequency distribution of such a pulse (curve A in FIG. 2), the lower oscillation frequencies have higher amplitude values than the higher frequencies, which is expressed by curve A in FIG. 3. The vibration frequencies that are generated by the impact of wooden objects are typical natural frequencies of large structural arrangements.

Wenn ein harter Gegenstand, beispielsweise ein Stein auf eine Metallkonstruktion trifft, hat der dabei entstehende Kraftimpuls eine "scharfe" Form und verhältnismäßig kurze Dauer, wie die Kurve B in Fig. 1 zeigt. Der Bereich von Schwingungsfrequenzen im Kollisionsimpuls erstreckt sich auf höhere Frequenzen, wie die Kurve B in Fig. 2 zeigt. Wie aus der Kurve B in Fig. 3 hervorgeht, enthält die Amplitu denverteilung mehr höhere Frequenzen als im Fall einer Kol lision zwischen Holz und Metall. Diese in der Metallkon struktion durch den Aufprall harter Gegenstände erzeugten Schwingungsfrequenzen sind typischerweise hohe örtliche Re sonanzfrequenzen an der Oberfläche der Konstruktion. When a hard object, for example a stone, hits a metal structure, the force impulse that results has a "sharp" shape and a relatively short duration, as curve B in FIG. 1 shows. The range of oscillation frequencies in the collision pulse extends to higher frequencies, as curve B in FIG. 2 shows. As can be seen from curve B in FIG. 3, the amplitude distribution contains more higher frequencies than in the case of a collision between wood and metal. These vibration frequencies generated in the metal structure by the impact of hard objects are typically high local resonance frequencies on the surface of the structure.

Als Beispiel einer Ausführungsform zeigt Fig. 4 einen Teil eines Schnittholzförderers, auf dem ein Stein 4 mit den Balken oder Baumstämmen 1 mitgerissen wird. Wenn der Stein 4 Förderrollen 3 aus Stahl in der Förderstrecke 2 erreicht, verursachen die Stöße des auf die Rollen treffenden Steins Schwingungen und Schall. Diese Schwingung wird von Schwin gungswandlern 6 erkannt, und die erzeugten Schwingungssi gnale werden von einer Meß- und Steuereinheit 7 weiterver arbeitet. Wenn der wahrgenommene harte Gegenstand 4 den Ort des in der Vorrichtung vorgesehenen Auslaßmechanismus er reicht, sendet die Steuereinheit 7 einen Befehl an die Be tätigungsvorrichtung 11 der Austrittsklappe 12, die zwi schen den Förderrollen 3 weiter stromabwärts angeordnet ist. Nach einer einstellbaren Verzögerung, die von der Ge schwindigkeit des Förderers abhängt, öffnet die Betäti gungsvorrichtung 11 die Austrittsklappe 12, so daß der Stein 4 in einen Raum unterhalb des Förderers herabfallen kann.As an example of an embodiment, FIG. 4 shows part of a sawn timber conveyor on which a stone 4 is carried along with the beams or tree trunks 1 . When the stone 4 reaches conveyor rollers 3 made of steel in the conveyor section 2 , the impacts of the stone hitting the rollers cause vibrations and sound. This vibration is recognized by vibration transducers 6 , and the generated vibration signals are processed by a measuring and control unit 7 . If the perceived hard object 4 reaches the location of the outlet mechanism provided in the device, the control unit 7 sends a command to the actuating device 11 of the outlet flap 12 , which is located between the conveyor rollers 3 further downstream. After an adjustable delay, which depends on the Ge speed of the conveyor, the actuating device 11 opens the outlet flap 12 so that the stone 4 can fall into a space below the conveyor.

Der Meßpunkt des erfindungsgemäß benutzten Schwingungswand lers 6 kann auch ein Lager, ein Lagergehäuse, eine Stütz konstruktion, eine Fördererwand oder Platte, Rolle, Stange, Scheibe oder ein sonstiges Metallobjekt sein, welches spe ziell für diesen Zweck konstruiert und vorzugsweise gegen über Schwingungseinflüssen aus der Umgebung isoliert ist.The measuring point of the vibration wall lers 6 used according to the invention can also be a bearing, a bearing housing, a support structure, a conveyor wall or plate, roller, rod, disc or another metal object, which is specially designed for this purpose and preferably against vibration influences from the Environment is isolated.

Der erfindungsgemäß benutzte Schwingungswandler 6 kann auch ein Mikrophon sein, oder die Vorrichtung kann sowohl mit einem Mikrophon als auch mit einem Schwingungswandler 6 versehen sein. Über Luft als Medium mißt das Mikrophon den durch die mechanischen Schwingungen des Förderers erzeugten Schall.The vibration transducer 6 used according to the invention can also be a microphone, or the device can be provided both with a microphone and with a vibration transducer 6 . Using air as a medium, the microphone measures the sound generated by the mechanical vibrations of the conveyor.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit Schallschutz abgedeckt sein, um Hintergrundstörungen aus der Umgebung zu verringern, wenn für die Wahrnehmung der Schwingungen ein Mikrophon vorgesehen ist. The device according to the invention can be soundproofed to be covered to background interference from the environment decrease when for the perception of vibrations Microphone is provided.

In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild der Signalverarbeitungs einheit eines Ausführungsbeispiels der Erfindung gezeigt. Die Meß- und Steuereinheit 7 weist zusätzlich zu den Schwingungswandlern 6 einen Verstärker 8, einen Filter 9 und eine Meßeinheit 10 zum Feststellen des quadratischen Mittelwertes auf. Das vom Schwingungswandler 6 erzeugte Si gnal wird vom regelbaren Verstärker 8 verstärkt, dessen Ausgangssignal von einem Bandpaßfilter 9 gefiltert wird, um einen besseren Rauschabstand zu erzielen. Der Filter 9 ist so abgestimmt, daß nur durch den Aufprall harter Gegen stände erzeugte Schwingungen durchgelassen werden, während Schwingungen, die durch Stöße hölzerner Objekte verursacht sind, gar nicht durchgelassen oder erheblich abgeschwächt werden, wenn sie die nächste Stufe, nämlich die Meßeinheit 10 erreichen, wo der quadratische Mittelwert der Amplitude des Schwingungssignals festgestellt wird. Die den quadrati schen Mittelwert bestimmende Meßeinheit 10 mißt die Signal stärke ausgedrückt als Durchschnittswert, der auf geeignete Weise erhalten wird, oder als Größe proportional zu demsel ben, z.B. den quadratischen Mittelwert. Übersteigt die Si gnalstärke eine bestimmte, im voraus festgelegte Grenze, so gibt die Meßeinheit 10 ein Steuersignal an die Betätigungs vorrichtung 11 ab, die daraufhin die Austrittsklappe 12 öffnet, um den Stein 4 zu entfernen.In Fig. 5 is a block diagram of the signal processing unit of an embodiment of the invention shown. In addition to the vibration transducers 6, the measuring and control unit 7 has an amplifier 8 , a filter 9 and a measuring unit 10 for determining the root mean square. The signal generated by the vibration converter 6 is amplified by the controllable amplifier 8 , the output signal of which is filtered by a bandpass filter 9 in order to achieve a better signal-to-noise ratio. The filter 9 is tuned so that vibrations generated only by the impact of hard objects are allowed to pass, while vibrations caused by impacts of wooden objects are not allowed to pass through or are significantly weakened when they reach the next stage, namely the measuring unit 10 , where the root mean square of the amplitude of the vibration signal is found. The measuring unit 10 determining the quadratic mean value measures the signal strength expressed as an average value which is obtained in a suitable manner or as a size proportional to the same, for example the quadratic mean value. If the signal strength exceeds a certain predetermined limit, the measuring unit 10 emits a control signal to the actuating device 11 , which then opens the outlet flap 12 to remove the stone 4 .

Claims

1. Device for separating hard objects, such as stones, from a stream of wood in a wood conveyor or loading treatment plant with a conveyor section ( 2 ), characterized in that it is provided with at least one known transducer ( 6 ), the acoustic vibrations perceives and is connected to a control unit ( 7 ), by means of which hard objects entrained with the wood flow can be perceived on the basis of the vibration signals generated by them, where the control unit ( 7 ) also has one in the system for handling tree trunks provided outlet mechanism ( 11 , 12 ) controls so that the hard objects fall from the wood stream sliding through the system.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the area of the separating device, the conveyor section ( 2 ) of the system consists of a sequence of conveyor rollers ( 3 ), and that the conveyor section is provided with an outlet mechanism which one to the measuring and control unit ( 7 ) connected actuating device ( 11 ) and an outlet flap ( 12 ) which is opened and closed by the actuating device, the outlet mechanism being arranged in a transverse position to the direction of flow of the wood stream.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring and control unit ( 7 ) has an adjustable amplifier which amplifies the signals received from one or more vibration transducers ( 6 ), a filter filtering the amplified signal ( 9 ) and a Measuring unit ( 10 ), which forms the root mean square of the amplified and filtered oscillation signal.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the quadratic average determining measuring unit ( 10 ) is suitable for emitting a control signal to the actuating device ( 11 ) of the outlet flap ( 12 ) when the quadratic mean value of the vibration signal a certain, in limit set in advance.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transducers measuring the vibrations are vibration transducers ( 6 ) which measure the vibrations in a metal construction.

6. The device according to claim 5, characterized in that the converter ( 6 ) on a steel part of the conveyor of the wood conveyor or loading treatment system, for example on the conveyor rollers ( 3 ), a wall ( 5 ), a roller bearing, a bearing housing or any other gene support structure is attached.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the transducer ( 6 ) in the wood conveyor or treatment system are attached to a part of the system which is elastically isolated from vibrations from the environment, for example a För derollenabschnitt, with vibration isolation is provided.

8. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transducer ( 6 ) provided for measuring vibrations of the timber conveyor or treatment system is a microphone which measures acoustic vibrations.

9. The device according to claim 8, characterized in that the timber conveying or treatment plant in whole or in part with one Sound insulation is covered.